闪速存储器AT29C040与单片机的接口设计

发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:1445

摘要：介绍了atmel公司的新一代大容量快闪存储器at29c040的使用方法，并以笔者开发的某测试仪器为例，给出了实际应用的硬件电路及软件设计。

关键词：快闪存储器；数据轮询；数据保护；单片机接口

中图分类号：tp334.7 文献标识码：a 文章编号：1003-353x(2003)05-0075-04

1 引言

自1984年第一块闪速存储器问世以来，闪速存储器就以其eprom的可编程能力和eeprom的电可擦除性能，以及在线电可改写特性而得到了广泛的应用和发展。随着制造工艺和材料的改进，闪速存储器比eprom和eeprom、sram及dram等存储器的优势越来越明显。

atmel公司于1998年推出了新一代大容量快闪存储器at29c040，由于它采用了fowler-nordheim隧道效应技术，使编程电流比第一代闪存降低了一个数量级。该芯片只需要+5v电源并支持分页编程，此外，还具有硬件数据保护、软件数据保护、数据查询和自举模块等其他功能。根据笔者的使用情况，本文对at29c040闪速存储器的结构特点、使用方法等作了简要介绍，并以笔者开发的某测试仪器为例说明at29c040与单片机的接口及使用方法。

2 芯片简介

2.1 芯片的结构与特点

at29c040的结构类似于sram，它有8条数据线（d0～d7）、19条地址线（a0～a18）、3条控制线（/oe、/ce、/we）以及电源、地线共32个引脚，具体引脚分布如图所示。

at29c040闪速存储器有如下几个特点：

（1）用5v单一电源供电，读、写操作使用同一电源，省去了一个12v的编程电源vpp ；

（2）编程前不需要附加的擦除操作，在编程期间，擦除操作会在芯片内部自动进行；

（3）在单个编程周期内，每次写一个扇区的数据，大大缩短了编程时间。at29c040的扇区编程时间为10ms，而其他扇区的编程时间为数百 ms；

（4）扇区容量小，减少了写数据时对系统内存资源的要求；

（5）软件数据保护sdp（software data protect）功能。为了避免人为疏忽或者系统上电、掉电等因素引起对闪速存储器的误写操作， at29c040设置了软件数据保护功能。其原理是对闪速存储器写操作前，必须按一定顺序送入三个字节的命令码，然后才能写入数据，否则数据不能被写入。

2.2 芯片操作

2.2.1 读写操作

对at29c040的读操作非常简单，类似于sram，不再赘述。这里主要讨论一下对它进行写操作的方法。首先在系统ram区为at29c040产生一个扇区的数据映像，即先将待写入的数据放入 ram中，接着送三字节的命令码到at29c040中；然后将事先放在ram中的数据传送到at29c040指定的扇区中；最后还要等待闪速存储器的写周期时间（10ms），以便将数据写入存储器中。其“写” 操作时序如图所示。

2.2.2 数据轮询

在编程周期期间，如果读取最后装入的字节将使i/o7上出现所装入数据的补码，一旦编程周期结束，所有输出线上的真数据有效，可以开始下一个编程周期。数据轮询可以在编程周期的任何时刻开始，数据轮询时序如图3所示。图中，各时间参数的含义分别是：tdh是数据保持时间； toeh是oe信号保持时间；twr 是写信号恢复时间。

2.3 软件数据保护

软件数据保护是通过一连串地向２个特殊地址写入３个特殊数据来完成的。关闭软件数据保护也是通过一连串地向２个特殊地址写入６个特殊数据来完成。如果不执行这样的操作，对29c040的访问将不能正常进行。该软件保护算法可由用户开启或关闭。图4和图5分别是是软件保护和关闭软件保护的流程图。

有关29c040芯片其他特性以及一些相关参数在其芯片手册里有很详细的说明，这里不再描述，下面就其应用作一介绍。

3 与单片机的接口

3.1 硬件设计

at29c040和微处理器接口很简便，和我们经常扩展的数据存储器基本相似。稍微有所不同的是，由于它相当于8个普通的64k字节空间的 ram，所以地址最高3位分别由3根处理器地址线来控制，访问的范围是0 0000～7 ffff。接口如图。

在硬件设计中，笔者使用的微处理器是80c51。由于扩展的芯片较多，在各器件的片选时，没有使用138译码器，而是采用了一个可编程逻辑器件（pld）。在图6中，选中29c040时， p13，p14的状态是00，选中rom和ram则分别是01和10（为简单起见，假设扩展芯片仅是以上几个）。

3.2 软件设计

在掌握了该芯片的主要特性之后，对它的使用就比较简单了。下面我们提供了16进制数0x45写到29c040里的c语言程序。

#include

#include

void delay(unsigned int l_time);

void protect();

void select_segment(unsigned char seg);

unsigned char data cdat;

void write_data(unsigned int m_addr,unsigned int s_sector,u